CN107020686B - 轨道板移动式压花拉毛一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速铁路无碴轨道板预制过程中板底粗糙度处理的工艺设备，具体为一种轨道板移动式压花拉毛一体机。本发明主要包括如下部件：大车组件：包含减速电机、行走车轮及立柱的装配组件和大车连接横梁；小车组件；压花板组件：包含压花板、振动电机及定位锥轴在内的钢结构组件以及电控系统；拉毛组件。本发明所述的一体机集成了压花与拉毛两种轨道板板底粗糙度处理方式，特别是可移动的压花处理方式，更是国内首创。该一体机较好地解决了轨道板板底拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多的缺陷的技术问题，提高了轨道板板底与自流平混凝土间的结合。

Description

轨道板移动式压花拉毛一体机

技术领域

本发明涉及高速铁路无碴轨道板预制过程中板底粗糙度处理的工艺设备，具体为一种轨道板移动式压花拉毛一体机。

背景技术

高速铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,是综合交通运输体系的骨干,在推动我国经济社会又好又快发展中发挥着重要作用。随着高速铁路的发展，板式无砟轨道施工技术逐渐成为国内高速铁路建设中最重要的施工技术，特别是我国自主研发的CRTS Ⅲ型轨道板施工技术，被定位为中国高铁走出国门的关键技术。如何保障轨道板的施工质量，特别是控制好轨道板板底的粗糙度尤为关键。Ⅲ型轨道板分为P5600、P4925、P4856三种类型，采用双向先张预应力钢筋混凝土结构，轨道板纵向预应力筋截面中心对称布置，横向预应力筋截面中心布置，板底设置多道门型筋，混凝土浇筑完成后板底需要采取增加粗糙度的措施。若板底粗糙度不够，容易造成铺设后线路轨道板板底与自流平混凝土间不能较好结合，摩擦力不够，对轨道板铺设质量影响很大，降低线路轨道使用寿命，影响列车运行后的安全。目前，国内通常采用移动拉毛机对轨道板板底进行粗糙度处理。移动拉毛机主要由走行机构、连接梁、定滑轮组件、升降机构、拉毛组件、电气系统等部分组成。混凝土浇筑完成，且待混凝土表面无明显流动性后，先刮掉板底浮浆，再进行板底拉毛。移动拉毛机通过打车走行机构进行横向移动，并通过定滑轮组件将拉毛组件纵向移动到拉毛工位，使用升降机构将毛刷下降到位，再通过走行机构移动拉毛机使其进行拉毛作业，拉毛完成后提升毛刷进行下一个循环。如图17、18所示，现有移动拉毛机包括一对竖直杆以及连接在竖直杆之间的横梁，拉毛组件设在横梁下方。

采用移动拉毛机对轨道板板底进行粗糙度处理的方式，存在拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多的缺陷，不利于线路轨道板板底与自流平混凝土间的结合。

发明内容

本发明为解决目前采用移动拉毛机对轨道板板底进行粗糙度处理的方式，存在拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多的缺陷的技术问题，提供一种轨道板移动式压花拉毛一体机。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种轨道板移动式压花拉毛一体机，包括大车组件、小车组件、压花板组件和拉毛组件；所述大车组件包括一个矩形框架以及设在矩形框架四角底部的配有动力装置的大车轮组；所述小车组件包括小车支架以及设在小车支架底部四角的四个行走轮；所述四个行走轮设在矩形框架两条平行的架体上且至少一个行走轮配有动力机构以实现小车组件在矩形框架上的行走；小车支架上设有提升组件；所述提升组件包括由动力驱动且向下延伸至矩形框架下方的钢丝绳；压花板组件包括压花托架以及嵌在压花托架上的多个压花板；环绕压花托架的外缘竖直固设有多个调整地脚组件，向下延伸的钢丝绳与压花托架相连接以控制压花板组件的升降；所述小车支架连接有水平向前延伸超出矩形框架的连接梁，所述拉毛组件通过升降机构竖直连接在连接梁下方。

本发明将拉毛组件和压花板组件集成在一个矩形框架上，并通过小车组件实现二者的移动；压花板组件通过小车组件上的提升组件实现上下移动，拉毛组件通过其上的升降机构实现上下移动；小车组件通过行走轮实现在矩形框架上的移动，矩形框架通过其底部的大车轮组实现移动。使用时操纵装置移动至轨道板上方，调整小车组件的位置，将压花板组件移动至轨道板上方，通过提升组件控制压花板组件的位置直到与轨道板表面相接触，压花板在重力作用下在轨道板表面进行压花；压花完成后操纵提升组件将压花板组件提升，然后将装置移开，然后操纵拉毛组件完成拉毛作业。拉毛组件与压花板组件位置不相重叠，相互之间可以配合作业。

进一步的，压花托架中心设有一个振动电机。

如果压花效果不理想还可以启动压花板上的振动电机来达到压花效果。

进一步的，所述动力装置、动力机构、提升组件、振动电机和升降机构配有相应的电控系统；所述电控系统包括电控箱、摇控器和传感器。

通过电控系统可以实现对大车组件、小车组件、提升组件以及升降机构的远程遥控。

所述矩形框架包括一对平行的大车组梁以及连接在大车组梁之间的一对相互平行的大车连接横梁；大车组梁和大车连接横梁的四个连接点分别竖直连接有一个立柱；所述大车轮组包括四个大车轮且分别设在四个立柱的底部；大车组梁上表面设有方钢，所述小车组件的四个行走轮限位于大车组梁的方钢上；其中一个大车组梁的外侧缘还连接有电缆渡桥以及用于铺设电缆的电缆托槽；所述小车组件的动力机构和提升组件通过电缆实现供电。

电缆敷设在电缆托槽内，向小车组件、提升组件、振动电机以及升降机构供电，且不会与小车组件的移动发生干涉。

进一步的，所述提升组件包括设在小车支架上的提升电机以及多个定滑轮组件；所述定滑轮组件上绕有钢丝绳，钢丝绳的一端由提升电机驱动，钢丝绳的另一端绕过定滑轮组件后向下延伸至矩形框架的下方并与压花板组件的压花托架相连接；所述压花板组件的压花板为三个，分别嵌在压花托架上；压花板之间嵌有配重托盘；压花托架上还竖直固定有四个定位固定轴；小车支架的下方也竖直固设有四个与定位固定轴相对应的定位套管。

压花效果如果不理想还可以通过增加配重来提高。

压花板组件提升收回后定位固定轴套入定位套管内，以使压花板组件位置稳固。定位固定轴和定位套管还可以对压花板组件的运动进行定位。

本发明的技术特点如下：

1.采用电机加减速机的结构形式，将电能作为动力源转换为压花拉毛一体机大车、小车组件、压花板组件、拉毛组件所需的机械能，是技术关键点。

2.设计了压花拉毛一体机钢结构框架，实现了各功能部件的承载，是技术关键点。

3.采用提升电机驱动卷筒通过钢丝绳来升降压花板组件实现压花板组件的升降，是技术关键点。

4. 采用定滑轮组件及定位套管来确定钢丝绳的吊点位置和改变钢丝绳的运动方向，并通过定位套管对压花板组件进行定位，以确保压花板组件在移动时不会发生偏摆，是技术关键点。

5.设计了适合于轨道板板底尺寸的压花板，通过振动电机增加压花深度，通过定位固定轴与定滑轮组件的配合确保压花板组件在移动过程中保持平稳，是技术关键点。

6.将拉毛组件集成到小车组件上，是技术关键点。

7.电控系统由电控箱、摇控器、传感器等部分组成，用于控制压花机的升降、行走、振动等动作，是技术关键点。

本发明的有益效果：1.本设备集成了压花与拉毛两种轨道板板底粗糙度处理方式，特别是可移动的压花处理方式，更是国内首创。该设备较好地解决轨道板板底拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多的缺陷，提高了轨道板板底与自流平混凝土间的结合。

2.该设备在高速铁路Ⅲ型轨道板生产过程中，具有良好的推广应用前景，可作为Ⅲ型轨道板生产的定型工装。

附图说明

图1 本发明所述轨道板移动式压花拉毛一体机的主视结构示意图。

图2本发明所述轨道板移动式压花拉毛一体机的侧视结构示意图。

图3轨道板移动式压花拉毛一体机去掉拉毛组件后的主视结构示意图。

图4大车组件的主视结构示意图。

图5大车组件的俯视结构示意图。

图6大车组件的侧视结构示意图。

图7为图4中A的放大结构示意图。

图8小车组件的主视结构示意图。

图9小车组件的侧视结构示意图。

图10为图8中B的放大结构示意图。

图11压花板组件的主视结构示意图。

图12压花板组件的俯视结构示意图。

图13压花板组件的侧视结构示意图。

图14为图13中C的放大结构示意图。

图15拉毛组件的主视结构示意图。

图16拉毛组件的侧视结构示意图。

图17现有移动拉毛机的主视结构示意图。

图18现有移动拉毛机的俯视结构示意图。

1-大车组件，2-小车组件，3-压花板组件，4-拉毛组件，5-连接梁，6-升降电机；

11-大车轮组，12-立柱，13-大车组梁，14-大车连接横梁，15-平垫圈，16-螺栓，17-螺栓M16*45，18-电缆渡桥，19-电缆托槽座，110-第一电缆托槽，111-第二电缆托槽；

21-小车支架，22-提升组件，23-提升电机，24-定滑轮组件，25-钢丝绳，26-钢丝绳夹，27-行走轮；

31-压花托架，32-压花板，33-调整地脚组件，34-配重托盘，35-定位固定轴，36-振动电机；

41-双面密封 深沟球轴承，42-轴用挡圈，43-横梁组件，44-方管，45-第一圆管，46-圆环组件，47-第二圆管，48-螺栓M20*200， 49-第一弹垫，410-第一平垫，411-螺母M20，412-内六角螺钉M8*20， 413-第二平垫，414-第二弹垫，415-螺杆M20*400，416-弹簧，417-加紧螺母，418-滑轮组件，419-薄螺母，420-螺栓M12*25，421-第三弹垫，422-第三平垫，423-第一拉毛钢丝组件，424-第二拉毛钢丝组件。

具体实施方式

如图1~3所示，一种轨道板移动式压花拉毛一体机，包括大车组件1、小车组件2、压花板组件3和拉毛组件4；所述大车组件1包括一个矩形框架以及设在矩形框架四角底部的配有动力装置的大车轮组11；所述小车组件2包括小车支架21以及设在小车支架21底部四角的四个行走轮27；所述四个行走轮27设在矩形框架两条平行的架体上且至少一个行走轮27配有动力机构以实现小车组件2在矩形框架上的行走；小车支架21上设有提升组件22；所述提升组件22包括由动力驱动且向下延伸至矩形框架下方的钢丝绳25；压花板组件3包括压花托架31以及嵌在压花托架31上的多个压花板32；环绕压花托架31的外缘竖直固设有多个调整地脚组件33，向下延伸的钢丝绳25与压花托架31相连接以控制压花板组件3的升降；所述小车支架21连接有水平向前延伸超出矩形框架的连接梁5，所述拉毛组件4通过升降机构竖直连接在连接梁5下方。图3中为便于观察将拉毛组件去掉，保留大车组件、小车组件和压花板组件。

压花托架31中心设有一个振动电机36。

所述动力装置、动力机构、提升组件、振动电机和升降机构配有相应的电控系统；所述电控系统包括电控箱、摇控器和传感器。

如图4~7所示，所述矩形框架包括一对平行的大车组梁13以及连接在大车组梁13之间的一对相互平行的大车连接横梁14；大车组梁13和大车连接横梁14的四个连接点分别竖直连接有一个立柱12；所述大车轮组11包括四个大车轮且分别设在四个立柱12的底部；大车组梁13上表面设有方钢，所述小车组件2的四个行走轮27限位于大车组梁13的方钢上；其中一个大车组梁13的外侧缘还连接有电缆渡桥18以及用于铺设电缆的电缆托槽；所述小车组件2的动力机构和提升组件22通过电缆实现供电。

如图8、9以及图11、12、13所示，所述提升组件22包括设在小车支架21上的提升电机23以及多个定滑轮组件24；所述定滑轮组件24上绕有钢丝绳25，钢丝绳25的一端由提升电机23驱动，钢丝绳25的另一端绕过定滑轮组件24后向下延伸至矩形框架的下方并与压花板组件3的压花托架31相连接；所述压花组件3的压花板32为三个，分别嵌在压花托架31上；压花板32之间嵌有配重托盘34；压花托架31上还竖直固定有四个定位固定轴35；小车支架21的下方也竖直固设有四个与定位固定轴相对应的定位套管。

图10中钢丝绳靠近压花板组件的部分被多个钢丝绳夹26夹持，以使钢丝绳更稳定。

如图15、16所示，所述拉毛组件4包括横梁组件43；所述升降机构包括设在横梁组件43之上的滑轮组件418以及固定在连接梁5下方的升降电机6；滑轮组件上的钢丝与连接梁5相连接；钢丝通过升降电机6驱动；横梁组件43的下方连接有多个拉毛钢丝组件；滑轮组件418通过升降电机6操作拉毛组件4的升降。

所述横梁组件43通过方管44和圆管与拉毛钢丝组件相连接；所述方管44有多个且均竖直连接在横梁组件43的下方；多个圆管（如第一圆管45和第二圆管47水平与方管44相连接）；拉毛钢丝组件（如第一拉毛钢丝组件423和第二拉毛钢丝组件424）连接在方管44的末端。

圆环组件46用于连接圆管和方管；弹垫、平垫均与相应的螺母相配合。

所述大车轮组11的动力装置包括电机以及减速机。

本发明的基本原理：

1.当混凝土构件完成布料振捣后，将压花机行走到混凝土构件上方，启动提升电机，卷筒放下钢丝绳，压花板组件平稳的下降到构件的上方，如果位置有所偏差时可通过摇控器移动大车、小车的位置使得压花板到达的指定的位置。

2.确定压花板的位置符合压花要求时，将压花板放置在构件上，在重力的作用下，压花板向下压进行混凝土构件表面，如果压花深度达不到压花要求时，启动压花板组件上的振动电机（也可在压花板上增加配重）使得压花深度达到需要的深度。

3.压花作业完成后，启动提升电机，卷筒带动钢丝绳将压花板组件进行提升，压花板组件上的定位锥轴（定位固定轴）与滑轮架组件上的定位套管进行套合，以防止压花板组件在行走过程中发生摆动。

4.在行走电机的带动下，移动小车或大车对下一块混凝土构件进行压花作业一直持续到作业完成。

具体技术方案：

轨道板板底粗糙度处理不好，容易造成拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多，不利于线路轨道板板底与自流平混凝土间的结合。采用“CRTS Ⅲ型轨道板移动式压花拉毛一体机”提供了另一种轨道板板底粗糙度的处理方式，可较好地解决轨道板板底拉毛痕迹间隔不均匀，表面零碎混凝土渣较多的缺陷，且集合了原有的处理方式，是一套全新的轨道板板底粗糙度处理设备。施工人员可以远程操作，施工安全系数更高。

方案主要由以下几个部分实现：

大车组件：包含减速电机、行走车轮及立柱的装配组件，通过车轮在轨道上行走来实现大车的行走。

大车组梁：由型材焊接成的钢结构支架，支撑在大车组件的立柱上，用来给小车组件提供行走轨道。

小车组件：包含减速电机、行走轮、传动轴等部分，用于支撑提升组件及定滑轮组件等，通过在大车组梁上行走来实现压花板组件的移动和升降。

提升组件：包含提升电机、钢丝绳卷筒、传动轴等部分，由提升电机驱动卷筒通过钢丝绳来升降压花板组件实现压花板组件的升降。

定滑轮组件：包含定滑轮及定位套组件的钢结构组件，用来确定钢丝绳的吊点位置并改变钢丝绳的运动方向，并通过定位套管组件对压花板组件进行定位，以确保压花板组件在移动时不会发生偏摆。

压花板组件：包含压花板、振动电机及定位锥轴（定位固定轴）在内的钢结构组件，主要是为压花板提供安装位置进而确定压花位置及深度，并通过定位固定轴与定滑轮组件的配合来确保压花板组件在移动过程中保持平稳。

电控系统：由电控箱、摇控器、传感器等部分组成，用于控制压花机的升降、行走、振动等动作。

操作步骤：

1. 旋转摇控器上的“电源”按钮，摇控器得电，系统处于工作状态。

2. 按摇控器上的“东、西、南、北”操作键，控制压花机移动到要压花作业的模具上方。

3. 按摇控器上的“下”操作键，控制卷筒转运、缓慢放下压花板至构件表面位置。

4. 压花板在重力作用下在构件表面进行压花，必要时启动压花板上的振动电机（增加配重）来达到压花效果。

5. 操作摇控器上的“上”按键，控制卷筒转运，平稳的起升压花板至其上限位，并伴随着定位锥轴与小车上的定位套的正确接合。

6. 操作摇控器上的“东、西、南、北”操作键，控制压花机的大车、小车行走，使压花机移动到指定的模具上方。

7. 压花机对下一个模具构件进行压花作业至到完成为止。

8. 旋转摇控器上的“电源”按钮，摇控器断电。

Claims (3)

1.一种轨道板移动式压花拉毛一体机，其特征在于，包括大车组件（1）、小车组件（2）、压花板组件（3）和拉毛组件（4）；所述大车组件（1）包括一个矩形框架以及设在矩形框架四角底部的配有动力装置的大车轮组（11）；所述小车组件（2）包括小车支架（21）以及设在小车支架（21）底部四角的四个行走轮（27）；所述四个行走轮（27）设在矩形框架两条平行的架体上且至少一个行走轮（27）配有动力机构以实现小车组件（2）在矩形框架上的行走；小车支架（21）上设有提升组件（22）；所述提升组件（22）包括由动力驱动且向下延伸至矩形框架下方的钢丝绳（25）；压花板组件（3）包括压花托架（31）以及嵌在压花托架（31）上的多个压花板（32）；环绕压花托架（31）的外缘竖直固设有多个调整地脚组件（33），向下延伸的钢丝绳（25）与压花托架（31）相连接以控制压花板组件（3）的升降；所述小车支架（21）连接有水平向前延伸超出矩形框架的连接梁（5），所述拉毛组件（4）通过升降机构竖直连接在连接梁（5）下方；压花托架（31）中心设有一个振动电机（36）；所述动力装置、动力机构、提升组件（22）、振动电机（36）和升降机构配有相应的电控系统；所述电控系统包括电控箱、摇控器和传感器；所述矩形框架包括一对平行的大车组梁（13）以及连接在大车组梁（13）之间的一对相互平行的大车连接横梁（14）；大车组梁（13）和大车连接横梁（14）的四个连接点分别竖直连接有一个立柱（12）；所述大车轮组（11）包括四个大车轮且分别设在四个立柱（12）的底部；大车组梁（13）上表面设有方钢，所述小车组件（2）的四个行走轮（27）限位于大车组梁（13）的方钢上；其中一个大车组梁（13）的外侧缘还连接有电缆渡桥（18）以及用于铺设电缆的电缆托槽；所述小车组件（2）的动力机构和提升组件（22）通过电缆实现供电；所述提升组件（22）包括设在小车支架（21）上的提升电机（23）以及多个定滑轮组件（24）；所述定滑轮组件（24）上绕有钢丝绳（25），钢丝绳（25）的一端由提升电机（23）驱动，钢丝绳（25）的另一端绕过定滑轮组件（24）后向下延伸至矩形框架的下方并与压花板组件（3）的压花托架（31）相连接；所述压花板组件（3）的压花板（32）为三个，分别嵌在压花托架（31）上；压花板（32）之间嵌有配重托盘（34）；压花托架（31）上还竖直固定有四个定位固定轴（35）；小车支架（21）的下方也竖直固设有四个与定位固定轴（35）相对应的定位套管；所述拉毛组件（4）包括横梁组件（43）；所述升降机构包括设在横梁组件（43）之上的滑轮组件（418）以及固定在连接梁（5）下方的升降电机（6）；滑轮组件（418）上的钢丝与连接梁（5）相连接；钢丝通过升降电机（6）驱动；横梁组件（43）的下方连接有多个拉毛钢丝组件；滑轮组件（418）通过升降电机（6）操作拉毛组件（4）的升降。

2.如权利要求1所述的轨道板移动式压花拉毛一体机，其特征在于，所述横梁组件（43）通过方管（44）和圆管与拉毛钢丝组件相连接；所述方管（44）有多个且均竖直连接在横梁组件（43）的下方；多个圆管水平与方管（44）相连接；拉毛钢丝组件连接在方管（44）的末端。

3.如权利要求1所述的轨道板移动式压花拉毛一体机，其特征在于，所述大车轮组（11）的动力装置包括电机以及减速机。

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